Хагас дамжуулагчийн CNC боловсруулалт:
Чипийн хувьсгалын гол цөм дэх нарийн үйлдвэрлэл
Хагас дамжуулагчийн үйлдвэрлэл бол орчин үеийн технологийн үндэс суурь юм. Ухаалаг утас, зөөврийн компьютерээс эхлээд хиймэл оюун ухааны систем, цахилгаан тээврийн хэрэгсэл, дэвшилтэт эмнэлгийн хэрэгсэл хүртэл өнөөдөр бараг юу ч нэгдсэн хэлхээ (IC)-гүйгээр ажиллахгүй байна. Энэ салбарын гол цөм нь микрометр, тэр ч байтугай нанометрээр хэмжсэн нарийвчлалын тууштай эрэлт хэрэгцээ юм.
Хүмүүс чип үйлдвэрлэх талаар ярих үед фотолитографи, нимгэн хальсан бүрхүүл, сийлбэр зэрэг нь гол мэдээний гарчиг болдог ч, ихэнхдээ дутуу үнэлэгддэг ч туйлын чухал хүчин зүйл нь хөшигний ард байдаг: Компьютерийн тоон удирдлага (CNC) боловсруулалт. Өндөр нарийвчлалтай CNC боловсруулалт нь хагас дамжуулагч үйлдвэрлэлийн тоног төхөөрөмжийг боломжтой болгодог хэт хавтгай, дулааны хувьд тогтвортой, геометрийн хувьд төгс эд ангиудыг үйлдвэрлэдэг.
Энэхүү нийтлэлд CNC боловсруулалт яагаад хагас дамжуулагч экосистемд зайлшгүй шаардлагатай хэвээр байгаа, ямар бүрэлдэхүүн хэсгүүд үүнээс хамаардаг, ямар материал, хүлцэл хамаардаг, машин багаж хэрэгсэл, процессын хувьсал, мөн салбар ангстромын эрин үеийн үйлдвэрлэл рүү шилжих тусам тулгарч буй ирээдүйн бэрхшээлүүдийг авч үзэх болно.
Хагас дамжуулагчийн салбарт CNC боловсруулалт яагаад чухал хэвээр байна вэ
Тоног төхөөрөмжХагас дамжуулагч үйлдвэрлэлийн үйлдвэрүүд (үйлдвэрүүд) нь хэдэн зуун технологийн багаж хэрэгсэлтэй бөгөөд тус бүр нь 10 сая доллараас 400 сая гаруй долларын үнэтэй байдаг (ASML-ийн High-NA EUV системийн хувьд). Эдгээр багаж хэрэгслийн бараг бүгд хэдэн зуун эсвэл мянган нарийн боловсруулсан эд анги агуулдаг.CNC боловсруулалтыг бүрэн солих боломжгүй гол шалтгаанууд:
- Хэт геометрийн нарийн төвөгтэй байдал: Олон эд ангиуд нь нарийн төвөгтэй дотоод хөргөлтийн суваг, өндөр харьцаатай нүх, нимгэн хана, цутгах, давтах эсвэл цэвэр нэмэлт аргаар үйлдвэрлэхэд хэцүү эсвэл боломжгүй нарийн төвөгтэй 3 хэмжээст контуртай байдаг.
- Материалын олон янз байдал: Хагас дамжуулагч төхөөрөмж нь хөнгөн цагаан, зэвэрдэггүй ган (300 цуврал, 316L, 17-4PH), титан, зэс, керамик (Al₂O₃, AlN, SiC), инвар болон супер хайлшийг ашигладаг. CNC нь эдгээрийг бүгдийг нь зохицуулж чаддаг.
- Хэт нягт хүлцэл: 450 мм диаметртэй 1-5 µм тэгш байдал, нүхний байрлал ±2 µм, гадаргуугийн барзгаржилт Ra < 0.1 µм, параллелизм < 2 µм байх нь түгээмэл байдаг.
- Вакуум болон плазмын нийцтэй байдал: Эд ангиуд нь түрэмгий фтор эсвэл хлорын плазм, хэт өндөр вакуум (10⁻⁹ мбар) болон −100 °C-аас >800 °C хүртэлх температурт хий ялгаруулахгүй эсвэл бөөмс үүсэхгүй байх ёстой.
- Засвар болон шинэчлэл: Олон эд анги (жишээлбэл, электростатик патрон шинэчлэл)-ийг дахин дахин боловсруулж, дахин бүрж, ашиглалтад буцаадаг бөгөөд энэ мөчлөгийг зөвхөн хасах процессоор л хийх боломжтой.
CNC Machining-ийн үйлдвэрлэсэн гол бүрэлдэхүүн хэсгүүд
1. Вакуум камер болон том бүтцийн хүрээ
Орчин үеийн 300 мм болон шинээр гарч ирж буй 450 мм-ийн вафли багажууд нь хэдэн тонн жинтэй боловч хананы параллелизм болон фланцын тэгш байдлыг <10 µм хүртэл хадгалах ёстой хөнгөн цагаан эсвэл зэвэрдэггүй ган вакуум камертай. Эдгээр камеруудыг ихэвчлэн гидростатик чиглүүлэгчтэй том 5 тэнхлэгтэй ган тээрэм дээр 6061-T6 хөнгөн цагааны цутгамал эсвэл 316L зэвэрдэггүй ган хавтангаар боловсруулдаг.
2. Ваферын үе шатууд ба торлог үе шатууд
EUV болон DUV литографийн багажны гол цөм нь 300 мм-ийн цахиурын хавтангуудыг 8г-аас дээш хурдатгалтайгаар проекцийн оптикийн доор хөдөлгөж, нанометрийн түвшний байрлалын нарийвчлалыг хадгалдаг вафлины үе шат юм. Эдгээр үе шатууд нь микроноос доош хүлцэлтэй боловсруулсан керамик (SiSiC, Zerodur, ULE шил) эсвэл хөнгөн цагаан эд ангиудын нарийн төвөгтэй угсралт бөгөөд дараа нь эцсийн геометрийг гараар бүрхэж эсвэл алмазан хэлбэртэй болгон хувиргадаг.
3. Электростатик Чак (ESC)
Электростатик патрон нь литографи, сийлбэр болон тунадасжуулалтын үед вафлиг төгс тэгш байлгадаг. Диэлектрик гадаргууг (ихэвчлэн хөнгөн цагаан эсвэл молибдений суурь дээр цацдаг Al2O3 эсвэл AlN керамик) 300 мм-ийн хөндлөн огтлолын хавтгай хүртэл < 1 µм хүртэл боловсруулж, өнгөлөх ёстой. Суурь нь өөрөө өндөр хурдны CNC тээрэмдэх эсвэл утсан EDM-ээр боловсруулсан нарийн төвөгтэй дотоод хөргөлтийн сувгуудыг шаарддаг.
4. Хийн түгээх шүршүүрийн толгой ба ирмэгийн цагираг
Плазмын сийлбэр болон тунадасжуулалтын хэрэгслүүд нь жигд боловсруулалтын хий дамжуулахын тулд мянга мянган нарийн хэмжээтэй, байрлуулсан нүхтэй (50-500 мкм диаметртэй) шүршүүрийн толгойг ашигладаг. Эдгээрийг ихэвчлэн өндөр цэвэршилттэй хөнгөн цагаан, цахиур эсвэл кварцаар боловсруулдаг бөгөөд ихэвчлэн хэт авианы эсвэл лазерын тусламжтайгаар өрөмдлөг хийх чадвартай олон тэнхлэгтэй CNC боловсруулах төвүүдийг ашигладаг.
5. Оптик бүрэлдэхүүн хэсгүүд ба бэхэлгээ
EUV литографи нь 13.5 нм долгионы уртад ажилладаг бөгөөд тусгал молибден-цахиурын олон давхаргат толь ашигладаг. Толин тусгал суурь (ихэвчлэн Zerodur эсвэл ULE шил)-ийг эхлээд нэг цэгийн алмазан эргүүлэх эсвэл нарийн нунтаглах замаар барзгар боловсруулж, дараа нь оптик өнгөлдөг. Эдгээр тольнуудыг барьж буй кинематик бэхэлгээг дулааны гажуудлыг багасгахын тулд Invar эсвэл Super Invar-аас CNC боловсруулсан байх ёстой.
Хагас дамжуулагч CNC боловсруулахад ашигласан материалууд
1. Хөнгөн цагаан хайлш
6061-T6 нь маш сайн боловсруулалт, сайн бат бөх чанар, хямд өртөгтэй тул ажлын байрны тэргүүлэгч хэвээр байна. Илүү хатуулаг, дулааны тэлэлтийг багасгахын тулд Al 6061-RAM2, RSA-6061, эсвэл Cearun™ (керамикаар бэхжүүлсэн хөнгөн цагаан) зэрэг патентлагдсан хөнгөн цагаан хайлшийг ашигладаг.
2. Бага тэлэлттэй хайлш
Invar 36 болон Super Invar (нэмэлт кобальттай) нь < 1 ppm/°C дулааны тэлэлтийг хангадаг бөгөөд торлог бүрхэвч болон ваферын үе шатны бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд чухал үүрэгтэй.
3. Керамик ба техникийн шил
- Цахиурын нэвчилттэй цахиурын карбид (SiSiC)
- Урвалд холбогдсон цахиурын карбид (RBSC)
- Zerodur® (Schott) болон ULE® (Corning) хэт бага тэлэлттэй шил
- Электростатик патронуудад зориулсан хөнгөн цагаан нитрид (AlN) ба хөнгөнцагаан (Al2O3)
Эдгээр хэврэг материалууд нь хэт авианы боловсруулалт, уян хатан горимын нунтаглалт эсвэл лазерын тусламжтайгаар боловсруулалт хийх тусгай CNC процессуудыг шаарддаг.
4. Өндөр цэвэршилттэй металлууд
Молибден, вольфрам, титаныг фторын плазмд өртсөн эд ангиудад ашигладаг. Эдгээр галд тэсвэртэй металлууд нь хатуу, өндөр эргүүлэх хүч бүхий CNC машин болон поликристал алмазан (PCD) багаж хэрэгсэл шаарддаг.
CNC машинаар хийсэн ердийн хагас дамжуулагч эд ангиуд
Бүрэлдэхүүн хэсэг | Ердийн материал | Гол шаардлага | Хүлцлийн жишээнүүд |
|---|---|---|---|
Ваферын патрон (ESC) | Хөнгөн цагаан, AlN | Хавтгай байдал < 3 µm, Ra < 0.05 µm, гелийн алдагдал < 10⁻⁹ | ±2 µм нүхний байрлал |
Шүршүүрийн толгой / Хийн хавтан | Аноджуулсан Al, 316L SS | 5000–20,000 нүх Ø0.3–1.0 мм, ±5 µm байрлал | < Ra 0.4 µm |
Вакуум камерын хана | 6061-T6, 5083 Ал | Гагнасан + боловсруулсан, гелийн нэвчилтгүй | 2 м-ээс дээш хавтгай байдал < 50 µm |
Электродын угсралтууд | OFHC зэс, молибден | RF дамжуулах чадвар, хөргөлтийн сувгууд | ±10 µм сувгийн байршил |
Өргөх зүүний угсралтууд | Керамик бүрээстэй зэвэрдэггүй ган | Элэгдэлд тэсвэртэй байдал, бөөмийн хяналт | Төвлөрөл < 5 µm |
Бүтцийн хүрээ (EUV) | Invar 36, бага CTE хайлш | Дулааны тогтвортой байдал < 50 ppb/K | Байршлын нарийвчлал ±15 µм |
Фокусын цагираг, ирмэгийн цагираг | Цахиур, кварц, SiC | Плазмын элэгдэлд тэсвэртэй байдал | Профайлын хүлцэл ±10 µм |
Эдгээр эд ангиудын хэмжээ хэдэн миллиметрээс 2 метрээс дээш, жин нь граммаас хэдэн тонн хүртэл хэлбэлздэг.
Нарийвчлалын түвшин ба хэмжил зүй
Хагас дамжуулагч тоног төхөөрөмжийн боловсруулалтын ердийн хүлцэл:
онцлог | Ердийн хүлцэл | Хэмжилтийн арга |
|---|---|---|
Хавтгай (300 мм гадаргуу) | 0.5–2 µm PV | Интерферометр (Физо, Зиго) |
Зэрэгцээ байдал | 1-5 мкм | Электрон түвшин + интерферометр |
Нүхний байрлал (мянган нүх) | ±2–5 мкм | Координат хэмжих машин (CMM) |
Гадаргуугийн өнгөлгөө | Ra 0.025–0.1 мкм | Цагаан гэрлийн интерферометр |
Хөргөлтийн сувгийн байрлал | ±10 мкм | Компьютер томографи эсвэл хэт авиан шинжилгээ |
Тэргүүлэх цехүүд одоо хэдэн зуун килограмм жинтэй эд ангиудад "субмикрон" эсвэл бүр "100 нанометр" механик нарийвчлалыг тогтмол гаргаж байна.
Хагас дамжуулагч ажилд зориулсан CNC машин хэрэгслийн хувьсал
1. 1990-2000-аад оны эрин үе
Хайденхайн хайрс болон шилэн хайрстай эргэх холбоо давамгайлсан том гантри тээрэм (Вальдрих Кобург, Парпас, FPT)-д. Гидростатик холхивч болон тосон шүршүүр нь дулааны тогтвортой байдлыг хангасан.
2. 2010-аад он: Агаарт үүрэх болон соронзон левитациягийн үе шатууд
Aerotech, Physik Instrumente (PI), болон ALIO Industries зэрэг компаниуд 10 нм-ээс бага давтагдах чадвартай агаар агуулсан шугаман моторын шатуудыг нэвтрүүлсэн. Эдгээр нь хоёр дахь үеийн нарийн боловсруулалтын төвүүдийн гол тулгуур болсон.
3. Одоогийн байдал (2020–2025)
- Moore Nanotech болон Precitech-ийн EUV толин тусгал суурьт зориулсан нэг цэгийн алмазан эргүүлэх машинууд
- Kern Microtechnik болон Yasda микро машин боловсруулах төвүүд 100 нм хэлбэрийн нарийвчлалтай ажиллаж байна
- Керамик эдлэлийн DMG MORI ULTRASONIC цуврал
- Fanuc ROBONANO α-NMiA: 0.1 нм програмчлалын нягтрал ба 1 нм байршлын нягтрал
- Идэвхтэй чичиргээ тусгаарлах суурьтай, ±0.01 °C температурт температурын хяналттай цехүүд
Материалын бэрхшээл ба сонголт
1. Хөнгөн цагааны хайлш
6061-T6 болон 5083 нь маш сайн боловсруулалт болон аноджуулалтын хариу урвалын улмаас ажиллах хүчин чадалтай. Хатуу аноджуулалт (III төрөл) нь плазмын довтолгоонд тэсвэртэй 25-50 µm Al₂O₃ давхаргыг үүсгэдэг. Гэсэн хэдий ч аноджуулалтын бичил нүхнүүд нь тоосонцорыг барьж чаддаг - орчин үеийн цехүүд олон үе шаттай битүүмжлэл болон өмчийн бүрхүүлийг ашигладаг (жишээлбэл, Twin Wire Arc Spray Al₂O₃ эсвэл Y₂O₃ плазмын шүршигч).
2. Зэвэрдэггүй ган
316L-ийг NF₃ болон Cl₂ плазмын зэврэлтээс хамгаалах зорилгоор сонгосон. Бөөмийн наалдацыг бууруулахын тулд Ra < 0.2 µm хүртэл электропульс хийх шаардлагатай.
3. Керамик
Хөнгөн цагааны исэл (99.8%), хөнгөн цагааны нитрид, цахиурын карбидыг алмазан багаж ашиглан "ногоон" төлөвт боловсруулж, дараа нь шатаадаг. Шатах ажиллагааны дараах хүлцэл 18-22% -иар агшдаг тул агшилтын нарийн төвөгтэй нөхөн олговрын загварууд шаардлагатай болдог.
4. Бага CTE хайлш
Invar 36 болон Super Invar-г EUV болон DUV литографийн үе шатуудад ашигладаг бөгөөд 10-40 °C температурын хэлбэлзэлд нанометрийн тогтвортой байдал шаардлагатай байдаг.
5. Галд тэсвэртэй металлууд
Молибден болон вольфрамыг өндөр температурт электрод хийхэд ашигладаг. Эдгээр материалууд нь маш их зүлгүүртэй бөгөөд өндөр даралттай хөргөлтийн шингэн (70–100 бар) бүхий хатуу машин шаарддаг.
Чухал Машинист Процессууд
1. Хөнгөн цагааны өндөр хурдны боловсруулалт (HSM)
SЗүүний хурд 20,000–42,000 эрг/мин, тэнцвэртэй PCD эсвэл дан талст алмазан багаж, манан хөргөлт, урьдчилан харах алгоритмууд нь нэг удаагийн дамжуулалтаар толин тусгал шиг өнгөлгөө (Ra < 4 нм) хийх боломжийг олгодог.
2. Керамик эдлэлийг уян хатан горимоор боловсруулах
Зүсэлтийн гүнийг чухал босго хэмжээнээс (ихэвчлэн < 1 µm) доогуур байлгаснаар хэврэг материалыг хэт хурц алмазан багаж ашиглан уян хатан горимд боловсруулж, хагаралгүйгээр оптик чанартай гадаргууг гаргаж авах боломжтой.
3. Нэг цэгийн алмаз эргүүлэх (SPDT)
Асферик EUV толин тусгал суурьт зайлшгүй шаардлагатай. Машинууд нь тос-манан эсвэл вакуум орчинд нанометрээс бага хариу үйлдэлтэй ажилладаг.
6.4 Утастай EDM болон Sinker EDM
Хатуужуулсан материалын гүн хөргөлтийн суваг болон нарийн төвөгтэй шинж чанаруудад ашиглагддаг. Орчин үеийн генераторууд нэг удаагийн тослоггүй зүсэлтээр < Ra 0.1 µm гадаргуугийн өнгөлгөөг хийдэг.
5. Нэмэлт + Хасах Хосолсон Үйлдвэрлэл
Шинээр гарч ирж буй чиг хандлага: Invar эсвэл титан торон хэлбэртэй бараг бүх хэлбэрийг 3D хэвлээд, дараа нь ижил платформ дээр (жишээ нь, Hermle MPA эсвэл Lasertec DED эрлийз) өнгөлгөө хийх.
Нарийвчлал болон хэт нарийвчлалтай CNC шаардлага
Хагас дамжуулагч эд ангиуд нь ихэвчлэн дараахь зүйлийг шаарддаг.
- Байршлын нарийвчлал: 500–2000 мм-ийн аяллын үед ±2–5 µм
- Давтагдах чадвар: < 1 µm
- Гадаргуугийн өнгөлгөө: Плазмтай гадаргуу дээр Ra 0.025–0.1 µm
- Хавтгай байдал: Ø300–450 мм-ээс дээш 1–3 µm
- Параллелизм/перпендикуляр байдал: < 3 µm
- 5 тэнхлэг эсвэл бүр 8 тэнхлэгтэй боловсруулах төвүүд (жишээ нь, Yasda, Makino, DMG MORI, Kern, Liechti)
- 20,000–60,000 эрг/мин хурдтай ажилладаг гидростатик эсвэл агаар агуулсан голууд
- Машины температурыг ±0.1 °C дотор байлгадаг дулааны тогтворжуулалтын системүүд
- 0.1 µм нарийвчлалтай машин дээрх зонд болон лазер багаж тохируулагч
- Идэвхтэй чичиргээ тусгаарлагчтай боржин чулуу эсвэл полимер-бетон суурь
Lorem ipsum dolor amet сууж байна, consectetur adipiscing elit. Ут элит телус, luctus nec ullamcorper mattis, pulvinar dapibus leo.
Дэвшилтэт боловсруулалтын техник
1. Жижиг багаж хэрэгслээр өндөр хурдтай боловсруулах (HSM)
Шүршүүрийн толгойнууд нь 0.1 мм-ийн бичил төгсгөлийн тээрэм ашиглан 40,000 эрг/мин хурдтайгаар өрөмдсөн Ø0.5 мм-ийн 15,000 нүхтэй байж болно. 100 барын багажаар дамжуулан хөргөх шингэнээр цоолж өрөмдөх нь чипс дахин гагнахаас сэргийлдэг.
2. Хэт авианы тусламжтайгаар боловсруулах
Керамик болон кварцын хувьд 20-40 кГц хэт авианы чичиргээ нь зүсэх хүчийг 30-70% -иар бууруулж, гадаргуугийн өнгөлгөө болон багажны ашиглалтын хугацааг эрс сайжруулдаг.
3. Нэг цэгийн алмаз эргүүлэх (SPDT)
Хэт улаан туяаны линз болон зарим зэс электродуудад ашиглагддаг. Ra 3–5 нм хүртэлх гадаргуугийн өнгөлгөөг ердийн аргаар хийдэг.
4. Нарийн төвөгтэй геометрийн 5 тэнхлэгт нэгэн зэрэг тээрэмдэх
1 мм диаметртэй, 20:1 харьцаатай дотоод хөргөлтийн сувгуудыг урт хүрэх конус хэлбэртэй багаж болон трохойд хэлбэрийн багажны зам ашиглан боловсруулдаг.
5. Нэмэлт-Хасах Холимог Процессууд
Зарим шинэ эд ангиудыг (жишээлбэл, конформ хөргөлттэй шүршүүрийн толгой) DMLS/LaserCusing ашиглан Inconel эсвэл зэсээр 3D хэвлээд, дараа нь ижил машин дээр ±10 µm хүртэл боловсруулдаг.
Хэмжил зүй ба чанарын баталгаажуулалт
Хагас дамжуулагч эд ангиуд нь аливаа салбарт хамгийн нарийн шалгалтанд ордог:
- ±0.3 µm тодорхойгүй байдалтай Zeiss Prismo эсвэл Leitz PMM-C хэт нарийвчлалтай CMM-үүд
- Хавтгай байдлыг тодорхойлох Zygo GPI буюу 4D технологийн фазын шилжилтийн интерферометрүүд
- Ra < 50 нм гадаргууд зориулсан Брукерын цагаан гэрлийн интерферометрүүд
- Гелийн масс спектрометрийн алдагдлын туршилтыг 10⁻¹⁰ мбар·л/с хүртэл гүйцэтгэнэ
- 150°C-д жигнэсний дараа хий ялгаралтыг баталгаажуулахын тулд үлдэгдэл хийн шинжилгээ (RGA) хийнэ < 10⁻⁹ Торр·л/см²
- Хэт авианы цэвэрлэгээний дараа шингэн тоосонцор тоолуур (LPC) эсвэл лазер тоосонцор сканнераар тоолох
Цэвэр өрөөний боловсруулалт ба дараах боловсруулалт
30 нм-ээс дээш бөөмс нь 3 нм транзисторыг устгаж чаддаг тул олон өндөр зэрэглэлийн цехүүд нарийвчлалтай машинуудынхаа эргэн тойронд ISO 5 (100-р анги) эсвэл ISO 4 цэвэр өрөө суурилуулсан байдаг.
Жишээ нь:
- Буллен Хэт авиан шинжилгээ (АНУ)
- Тиролит CNC цэвэр өрөөний байгууламж (Австри)
- Каноны Уцуномия нарийн боловсруулалтын цэвэрлэгээний өрөө (Япон)
- Өндөр даралттай DI ус + мегасоник хутгалт
- Олон шатлалт химийн цэвэрлэгээ (SC-1, SC-2, пиранья)
- Хэт цэвэр N₂ үс хатаагч
- 150–200 °C вакуум жигнэх
- N₂-цэвэршүүлсэн уутанд давхар савлах
Кейс судалгаа: EUV Wafer Stage суурийн хавтанг боловсруулах
Ердийн 450 мм-ийн EUV вафлийн үе шатны суурь хавтан нь нарийн төвөгтэй байдлыг харуулж байна:
- Материал: SiSiC керамик, 900 × 800 × 100 мм
- Хавтгай байдлын шаардлага: Бүх гадаргуу дээр < 1 µm PV
- 120 суулгагдсан хөргөлтийн суваг, 3 мм диаметртэй, ±15 µm байрлалтай
- 600 ширхэг урсгалтай оруулга (M4 гелий гэрэл)
- Эцсийн гадаргуу: Ra < 50 нм хүртэл давхцсан
- Урвалаар холбосон хоосон зайг ногоон аргаар боловсруулсан
- Цахиурын нэвчилт ба дулааны боловсруулалт
- 5 тэнхлэгтэй боловсруулах төв дээр барзгар нунтаглах
- 1 µм гүн зүсэлттэй уян хатан горимтой өнгөлгөөний нунтаглалт
- Эцсийн хэлбэрийг засах зориулалттай соронзон реологийн өнгөлгөө (MRF)
- Zygo VeriFire MST 600 мм-ийн диафрагмын интерферометр дээрх хэмжил зүй
- Шаардлагатай бол эцсийн гараар давхцуулах
Салбар 2 нм-ээс доош зангилаа руу шилжих үед тулгарч буй бэрхшээлүүд
1. Ангстром түвшний тогтвортой байдал
Ирээдүйн EUV өндөр NA багаж хэрэгсэл нь 50-100 пикометрийн хүрээнд үе шатны байршлын тогтвортой байдлыг шаардах болно. Энэ нь механик эд ангиудыг үндсэн материалын хязгаарт хүргэх болно.
2. 450 мм-ийн шилжилт
Том хэмжээтэй вафли нь харьцангуй нарийвчлалтайгаар бүр ч том хэмжээтэй боловсруулсан эд ангиудыг шаарддаг бөгөөд энэ нь хүндрэлийн экспоненциал өсөлт юм.
3. Шинэ материалууд
Нүүрстөрөгч дээр суурилсан материалууд (графен бүрхүүл, алмаз төст нүүрстөрөгч), металл матрицын нийлмэл материалууд болон фотоник бүтэц нь бүхэлдээ шинэ боловсруулалтын загваруудыг шаардах болно.
4. Тогтвортой байдал
Аж үйлдвэр нь эрчим хүч, ус, химийн бодисын хэрэглээг бууруулах дарамтанд байна. Машин боловсруулах цехүүд хамгийн бага хэмжээний тосолгооны (MQL), криоген хөргөлт, хөнгөн цагааны үйрмэгийг дахин боловсруулах аргыг нэвтрүүлж байна.
Дүгнэлт
Хагас дамжуулагч мэдээний гол анхаарлын төвд литографийн долгионы долгион болон транзисторын нягтрал байсаар байгаа ч бодит байдал дээр CNC боловсруулалтаар үйлдвэрлэсэн хэт нарийн механик эд ангиудын армигүйгээр ямар ч тэргүүлэх чип үйлдвэрлэх боломжгүй юм. Олон тонн вакуум камер, хавтгай микроноос эхлээд цөөн тооны атомд тэсвэртэй керамик ваферийн үе шатууд хүртэл CNC боловсруулалт нь механик боломжтой зүйлийн туйлын хязгаарт ажилладаг.
Аж үйлдвэр ангстром масштабтай онцлог болон 450 мм-ийн вафер руу тэмүүлэхийн хэрээр нарийн боловсруулалтын шаардлага улам бүр нэмэгдэх болно. Цэвэр өрөөний нөхцөлд, чамин материалаар хийгдсэн, метр масштабтай эд ангиудад микроноос бага нарийвчлалтай ажиллах боломжтой цехүүд ASML, Applied Materials, Lam Research, Tokyo Electron болон чип үйлдвэрлэгчдийн өөрсдийнх нь зайлшгүй түншүүд хэвээр байх болно.
Эцэст нь хэлэхэд, алдарт Мурын хууль бол зөвхөн физик, химийн түүх биш, харин нэг удаад нэг төгс боловсруулсан эд ангиудыг гүйцэтгэсэн механик инженерчлэлийн ялалт юм.